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算数さんすう 6年生ねんせい

データの 整理せいりと 場合ばあいの数かず

最終さいしゅう確認かくにん日び:

この章しょうで学まなぶこと

いよいよ、小学校しょうがっこう算数さんすうの最終さいしゅう章しょう です。この章しょうでは、世よの中なかにあふれる データ をどう整理せいりし、どう読よみ取とるかを学まなびます。そして、「何なん通とおりあるか」を数かぞえ上あげる 場合の数ばあいのかず の考かんがえ方かたにもふれます。

この章しょうが終おわるころには、つぎのことができるようになっています。

  • 度数分布表どすうぶんぷひょう や ヒストグラムひすとぐらむ で、データ全体ぜんたいの散ちらばり方かたを読よみ取とれる
  • ドットプロットどっとぷろっと でデータの分布ぶんぷを目めで見みてとらえられる
  • 平均値へいきんち・中央値ちゅうおうち・最頻値さいひんち の 3 つの代表だいひょう値ちを、場面ばめんに応おうじて使つかい分わけられる
  • 樹形図じゅけいず を使つかって、起おこり得える場合ばあいを落おちや重じゅうなりなく書かき出だせる
  • 順序じゅんじょを区別くべつするか・しないか で、場合ばあいの数かずの数かぞえ方かたが変かわることを理解りかいする

ポイント: この章しょうのテーマは 「バラバラをまとめる力ちから」。たくさんのデータからとくちょうを読よみ取とったり、いろいろな組み合わせくみあわせをもれなく数かぞえたりするには、整理せいりのしかた が大切たいせつです。中学校ちゅうがっこうの 統計とうけい や 確率かくりつ にまっすぐつながる、楽たのしい章しょうです。

1. データを整理せいりするということ

みなさんのクラスで「50 m 走はしのタイム」を調しらべたとしましょう。人数にんずうが 30 人ひといたら、30 個この数字すうじがならびます。

ただ数字すうじを書かき出だしただけでは、「速はやい人ひとが多おおいクラスなのか」「差さが大おおきいクラスなのか」はよく分わかりません。そこで、データ全体ぜんたいのとくちょうや傾けい向こうを見みつけるための道具どうぐが必要ひつようになります。

それが、この章しょうで学まなぶ 度数どすう分布ぶんぷ表ひょう・ヒストグラム・ドットプロット と 3 つの代表だいひょう値ち です。

2. 度数どすう分布ぶんぷ表ひょう

まずは表ひょうから。つぎは、ある 6 年生ねんせい 30 人ひとの 50 m 走はしのタイムを、0.5 秒びょうごとにくぎって整理せいりしたものです。

タイム(秒びょう)人数にんずう(人ひと)
7.0 以上いじょう 〜 7.5 未満みまん2
7.5 以上いじょう 〜 8.0 未満みまん6
8.0 以上いじょう 〜 8.5 未満みまん10
8.5 以上いじょう 〜 9.0 未満みまん8
9.0 以上いじょう 〜 9.5 未満みまん3
9.5 以上いじょう 〜 10.0 未満みまん1
合計ごうけい30

このように、データをいくつかのはん囲に分わけて、それぞれのはん囲に入はいる個数こすうを書かいた表ひょうを 度数分布表どすうぶんぷひょう といいます。

  • 区切くぎったはん囲のことを 階級かいきゅう
  • 階級かいきゅうのはばのことを 階級かいきゅうのはば
  • 各かく階級かいきゅうに入はいるデータの個数こすうを 度数どすう

と呼よびます。

ポイント: 「8.0 以上いじょう 8.5 未満みまん」は、8.0 は入はいる、8.5 は入はいらない という意味いみです。8.5 ちょうどの人ひとは、次つぎの「8.5 以上いじょう 9.0 未満みまん」に入はいります。重かさなりや落おちがないように、この書かき方かたを使つかいます。

3. ヒストグラム(柱状ちゅうじょうグラフ)

度数どすう分布ぶんぷ表ひょうをそのままグラフにしたものが ヒストグラムひすとぐらむ です。柱状ちゅうじょうグラフ ともいいます。

  • 横よこじく: 階級かいきゅう(タイムのはん囲)
  • たてじく: 度数どすう(人数にんずう)

各かく階級かいきゅうの長方形ちょうほうけいを、すき間まなくつなげてかくのがヒストグラムの特とくちょうです。

上うえの 50 m 走はしの表ひょうをヒストグラムにすると、真まん中なかの 8.0 以上いじょう 8.5 未満みまん がもっとも高たかく、そこから両側りょうがわにだんだん低ひくくなっていく「山やまの形かたち」が見みえます。

棒グラフぼうグラフとの ちがい

3 年ねん生せいで学まなんだ 棒グラフぼうグラフ と似にていますが、大切たいせつなちがいがあります。

棒グラフぼうグラフヒストグラム
横よこじくものの名前なまえ(文字もじ)数かずのはん囲(数値すうち)
棒ぼうのあいだすき間まをあけるすき間まなくつなげる
表あらわすものそれぞれの量りょうデータの散ちらばり

注意ちゅうい: ヒストグラムは棒ぼうと棒ぼうのあいだにすき間まがありません。これは「この数値すうちのはん囲にはデータがない」という誤解ごかいを防ふせぐためです。

4. ドットプロット

もうひとつ便利べんりな道具どうぐが ドットプロットどっとぷろっと です。これは、数すう直線ちょくせんの上うえに、データを 1 つずつ「・」の点てんで積つみ上あげていく図です。

たとえば、あるクラスの 10 人ひとの小しょうテストの点数てんすう(10 点てん満点まんてん)がつぎのようだったとします。

5, 7, 8, 8, 9, 10, 7, 8, 6, 8

これを数すう直線ちょくせんの上うえに積つみ上あげると、

  • 8 点てんのところに ・・・・(4 個こ)
  • 7 点てんに ・・(2 個こ)
  • 5・6・9・10 点てんにそれぞれ ・(1 個こずつ)

というように、どの点てんが多おおいかが一目ひとめで分わかります。

ポイント: ドットプロットは、データの個数こすうが少すくないときや、いちばん多おおい値あたいをぱっと見みつけたいときに便利べんりです。データの数かずが多おおくなってくると、ドットの山やまが高たかくなりすぎて読よみにくくなるので、そのときはヒストグラムの出番でばんです。

5. 3 つの代表だいひょう値ち

データ全体ぜんたいのとくちょうを 1 つの数 で表あらわしたい、というときに使つかうのが 代表だいひょう値ち です。小学校しょうがっこうでは次つぎの 3 つを学まなびます。

平均へいきん値ち

平均へいきん値ち は 5 年生ねんせいでもおなじみの、合計ごうけい ÷ 個数こすう で求もとめる値あたいです。

さきほどの小しょうテスト(5, 7, 8, 8, 9, 10, 7, 8, 6, 8)の平均へいきん値ちは、

合計ごうけい = 5 + 7 + 8 + 8 + 9 + 10 + 7 + 8 + 6 + 8 = 76 76 ÷ 10 = 7.6

平均へいきん値ちは 7.6 点てんです。

中央ちゅうおう値ち(メジアン)

中央値ちゅうおうち は、データを小ちいさい順じゅん(または大おおきい順じゅん)にならべたときに、ちょうど真まん中なかにくる値あたい です。

さきほどのテストの点てんを小ちいさい順じゅんにならべると、

5, 6, 7, 7, 8, 8, 8, 8, 9, 10

10 個こあるので、真まん中なかは 5 番ばん目めと 6 番ばん目めのあいだです。5 番ばん目めは 8、6 番ばん目めも 8 なので、その平均へいきんで 8 が中央ちゅうおう値ちになります。

  • データの個数こすうが 奇き数すう: 真まん中なかの 1 つがそのまま中央ちゅうおう値ち
  • データの個数こすうが 偶ぐう数すう: 真まん中なかの 2 つの平均へいきんが中央ちゅうおう値ち

最頻値さいひんち(モード)

最頻値さいひんち は、データの中なかでもっとも多おおく出でてくる値あたい です。

テストの例れいでは、8 が 4 回かい出でてきていてもっとも多おおいので、最頻値さいひんちは 8 です。

3 つの代表だいひょう値ちの 使つかい分わけ

「代表だいひょう値ち」というと平均へいきん値ちだけを思おもいうかべがちですが、じつは 場面ばめんによって、どの代表だいひょう値ちがふさわしいかは ちがいます。

たとえば、あるお店みせで売うれた 10 足あしの くつのサイズがつぎのようだったとします。

22, 23, 23, 24, 24, 24, 25, 25, 26, 27

  • 平均へいきん値ち = (22 + 23 + 23 + 24 + 24 + 24 + 25 + 25 + 26 + 27) ÷ 10 = 243 ÷ 10 = 24.3
  • 中央ちゅうおう値ち = 24 と 24 の平均へいきんで 24
  • 最頻値さいひんち = もっとも多おおい 24

このお店みせが「来年らいねんいちばん多おおく仕入しいれるくつのサイズ」を決きめるとき、使つかうべきは 最頻値さいひんち の 24 です。平均へいきん値ちの 24.3 というサイズのくつは売うっていないし、「平均へいきんのサイズ」を大量たいりょうに仕入れしいれても売うれません。いちばん売うれているサイズを仕入れしいれたいのです。

外はずれ値ちに注意ちゅうい

もうひとつ、平均へいきん値ちが不便ふべんになる例れいを見みてみましょう。ある 5 人ひと家族かぞくの 1 か月げつのおこづかいが次つぎのようだったとします。

500 円えん、500 円えん、500 円えん、500 円えん、10000 円

(最後さいごの 1 人ひとだけ、お兄にいさんのアルバイト代だいで 10000 円えんです。)

  • 平均へいきん値ち = 12000 ÷ 5 = 2400 円
  • 中央ちゅうおう値ち = 500 円
  • 最頻値さいひんち = 500 円

「平均へいきん 2400 円えん」というと、みんな 2000 円まる以上いじょうもらっているような感かんじがしますが、実じつさいには 4 人ひとが 500 円えんです。このように ほかと大おおきくかけはなれた値あたい(外はずれ値ち) があると、平均へいきん値ちはその影響えいきょうを強つよく受うけて、真まん中なかからずれてしまいます。

ポイント:外はずれ値ちがあるときや、分布ぶんぷがかたよっているときは、中央ちゅうおう値ちや最頻値さいひんちのほうが「ふつうの感かんじ」をよく表あらわす ことがあります。世よの中なかのニュースで「平均へいきん年収ねんしゅう」「平均へいきん貯金ちょきん額がく」を聞きいたとき、中央ちゅうおう値ちはもっと低ひくいかもしれない、と考えかんがえてみる目めが大切たいせつです。

6. 起おこり得える場合ばあいの数かず

後半こうはんのテーマは、がらりと変かわって 場合ばあいの数 です。

たとえば、A・B・C・D の 4 人ひとの中なかから、2 人 を選えらんでそうじ当番とうばんにしたいとき、何なに通どおりの選えらび方かたがあるでしょうか。こういう「何なん通とおりあるか」を考かんがえる問題もんだいを 起おこり得える場合ばあい の問題もんだいといいます。

大切たいせつなのは もれなく・重かさなりなく数かぞえること。そのために役立やくだつ道具どうぐが 樹形図じゅけいず と 表 です。

7. 樹形図じゅけいず

樹形図じゅけいず は、木きが枝分えだわかれしていくように、順序じゅんじょを決きめて場合ばあいを書かき出だしていく図 です。

A・B・C・D の 4 人ひとが 1 列れつに並ならぶとき、いちばん前まえが A の場合ばあい を考えかんがえてみましょう。

A ─ B ─ C ─ D
    │   └ D ─ C
    ├ C ─ B ─ D
    │   └ D ─ B
    └ D ─ B ─ C
        └ C ─ B

A が先頭せんとうのときは 6 通とおり あります。先頭せんとうは A・B・C・D の 4 つの場合ばあいがあるので、全部ぜんぶで

6 × 4 = 24 通とおり

になります。

ポイント:樹形図じゅけいずのコツは 観点かんてんを決きめること。「まず先頭せんとうを固定こていする」「まずいちばん大おおきいものから決きめる」のように、ルールを決きめて順じゅんに書かくと、もれも重かさなりも起おきません。

8. 組合せくみあわせ の 考かんがえ方かた(順序じゅんじょを 区別くべつするか)

ここで、とても大切たいせつなちがいがあります。

順序じゅんじょを区別くべつする場合ばあい(順列じゅんれつ)

A・B・C・D の 4 人ひとから 2 人ひとを選えらんで並ならべる(たとえば班長はんちょうと副ふく班長はんちょうを決きめる)とき、

  • A → B(A が班長はんちょう、B が副ふく班長はんちょう)
  • B → A(B が班長はんちょう、A が副ふく班長はんちょう)

この 2 つは 別のもの として数かぞえます。4 人ひとから 2 人ひとを選えらんで並ならべるときは、

  • 1 人目ひとめの選えらび方かた … 4 通とおり
  • 2 人目ひとめの選えらび方かた … 残のこり 3 通とおり

4 × 3 = 12 通とおり

順序じゅんじょを区別くべつしない場合ばあい(組合せくみあわせ)

同おなじ 4 人ひとから 2 人ひとを選えらぶだけ(たとえばそうじ当番とうばんの 2 人ひとを選えらぶ)とき、

  • {A, B} と {B, A} は 同おなじ組

と考えかんがえます。12 通とおりの中なかには「AとB」「BとA」のような同おなじ組くみが 2 回かいずつ入はいっているので、

12 ÷ 2 = 6 通とおり

実さいに書かき出だすと、{A,B} {A,C} {A,D} {B,C} {B,D} {C,D} の 6 通とおりです。

ABCD
A-BB-CC-D
A-CB-D
A-D

表ひょうにまとめると、対角線たいかくせんより上うえ(または下した)の部分ぶぶんだけを見みればよく、もれなく重かさなりなく数かぞえられます。

ポイント: 「班長はんちょうと副ふく班長はんちょう」のように 役割やくわりがちがう → 順序じゅんじょを区別くべつする(順列じゅんれつ)。「そうじ当番とうばん 2 人ひと」のように 役割やくわりが同おなじ → 順序じゅんじょを区別くべつしない(組合せくみあわせ)。同おなじ「2 人ひと選えらぶ」でも、数かずは 2 倍ばいちがう のです。

9. 場合ばあいの数かずの 身みの回まわりの例れい

  • 順列じゅんれつ(順序じゅんじょあり): リレーの走はしる順番じゅんばん、表彰ひょうしょう式しきの 1 位くらい・2 位くらい・3 位くらい、しりとりの順番じゅんばん
  • 組合せくみあわせ(順序じゅんじょなし): くじを 2 枚まいひく、トランプから 5 枚まいとる、サッカーチームから先発せんぱつメンバーを選えらぶ
  • コインやサイコロ: 3 枚まいのコインの表ひょう・裏うらの出方でかた → 2 × 2 × 2 = 8 通とおり
  • 対戦たいせんの組み合わせくみあわせ: 4 チームの総そうあたり戦せん → 組合せくみあわせで 6 試合しあい

対戦たいせんの組み合わせくみあわせは、ちょうど「4 人ひとから 2 人ひとを選えらぶ組合せくみあわせ」と同おなじ考かんがえ方かたで解とけます。

よくある 間違まちがい・注意ちゅうい点てん

① 順序じゅんじょの区別くべつを 忘わすれる

「2 人ひとを選えらぶ」のか「2 人ひとを順番じゅんばんに並ならべる」のかで、答えこたえは 2 倍ばいもちがいます。問題もんだい文ぶんの 「並ならべる」「順番じゅんばん」「1 位くらい、2 位くらい」 などの言葉ことばに注目ちゅうもくしましょう。

② 階級かいきゅうのさかい目めで 重複じゅうふくカウント

「8.0 以上いじょう 8.5 未満みまん」と「8.5 以上いじょう 9.0 未満みまん」のとき、8.5 ちょうど のデータはどちらに入いれますか? ルール上じょうは「8.5 以上いじょう 9.0 未満みまん」の方ほうに入いれます。両方りょうほうに入いれると 重複じゅうふくして合計ごうけいが合あわなくなります。

③ 平均へいきん値ちが「真まん中なか」と思おもいこむ

平均へいきん値ちは、外はずれ値ちがあると真まん中なかからずれることがあります。真まん中なかを知しりたければ中央ちゅうおう値ち、いちばん多おおい値あたいを知しりたければ最頻値さいひんち を使つかいましょう。

④ 樹形図じゅけいずで 観点かんてんを 途中とちゅうで変かえる

「まず先頭せんとうを A に固定こてい」と決きめたのに、途中とちゅうから「まず 2 番ばん目めを決きめる」に変かえると、もれや重じゅうなりが起おきます。最初さいしょに決きめた順序じゅんじょを最後さいごまでつらぬく のが鉄則てっそくです。

まとめ

  • 度数分布表どすうぶんぷひょう: データをいくつかの階級かいきゅうに分わけて、それぞれの度数どすうをまとめた表ひょう
  • ヒストグラムひすとぐらむ: 度数どすう分布ぶんぷ表ひょうを、すき間まなくつなげた長方形ちょうほうけいで表あらわしたグラフ。データの散ちらばりが分わかる
  • ドットプロットどっとぷろっと: データを数すう直線ちょくせんの上うえに「・」で積つみ上あげた図ず。少数しょうすうのデータの分布ぶんぷを見みるのに便利べんり
  • 平均へいきん値ち = 合計ごうけい ÷ 個数こすう
  • 中央値ちゅうおうち = データを順じゅんに並ならべたときの真まん中なかの値あたい
  • 最頻値さいひんち = もっとも多おおく出でてくる値あたい
  • 外はずれ値ちがあるときは、中央ちゅうおう値ちや最頻値さいひんちの方ほうが「ふつう」をよく表あらわす ことがある
  • 樹形図じゅけいず: 枝分えだわかれの図ずで、起おこり得える場合ばあいを順序じゅんじょよく書かき出だす
  • 順序じゅんじょを区別くべつする(順列じゅんれつ): 「並ならべる」「1 位くらい・2 位くらい」など役割やくわりがちがう場合ばあい
  • 順序じゅんじょを区別くべつしない(組合せくみあわせ): 「2 人ひとを選えらぶ」「対戦たいせんの組み合わせくみあわせ」など役割やくわりが同おなじ場合ばあい

小学校しょうがっこう算数さんすう、完結かんけつ: 1 年生ねんせいの「たしざん」から始はじまり、ひっ算さん、九九くく、分数ぶんすう、小数しょうすう、図形ずけい、体積たいせき、割合わりあい、速はやさ、比例ひれい、そしてデータと場合ばあいの数かずまで。6 年間ねんかんで、数かずと図形ずけい、そして世よの中なかの「変かわり方かた」や「ばらつき」までをとらえる力ちからがそろいました。これは立派りっぱな 数学すうがくの土台どだい です。

中学校ちゅうがっこうでは、文字もじ式しき・方程式ほうていしき・関数かんすう・図形ずけいの証明しょうめい・確率かくりつ…と、この章しょうで学まなんだ考かんがえ方かたがすべて土台どだいになります。ここまで積つみ上あげてきたことに、自信じしんをもってください。算数さんすうを楽たのしんできた心こころそのものが、これからの大おおきな武器ぶきになります。

この教材きょうざいは役やくに立たちましたか?